關(guān)于遙控器的一些知識(shí)

得從頭說(shuō)起。紅外線攝影的基本原理多圖 http://www.新浪.com.cn 2002年04月24日 11:18 新潮電子 “知其然，還要知其所以然”，在我們領(lǐng)略了紅外線攝影的無(wú)窮魅力后，如果對(duì)其成像原理有了全面而深刻的了解，便能幫助我們拍攝出更加美妙的影像來(lái)。 紅外線的發(fā)現(xiàn) 早在1672年人們就發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)光俗稱白光是由各種顏色的光復(fù)合而成，隨后牛頓做出了單色光在性質(zhì)上比白光更簡(jiǎn)易的著名結(jié)論。無(wú)論是當(dāng)時(shí)還是現(xiàn)在，我們都可以利用分光棱鏡把太陽(yáng)光分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等單色光，這也是很多光電試驗(yàn)中合成白光的原理。 1800年英國(guó)物理學(xué)家赫胥爾從熱的觀點(diǎn)來(lái)研究各單色光時(shí)發(fā)現(xiàn)了紅外線，并且把光譜中看得見(jiàn)的那部分波稱為“光”可見(jiàn)光，而人眼看不到的波則稱為“線”，并習(xí)慣地命名為紅外線。顯然這樣來(lái)對(duì)紅外線進(jìn)行定義是不科學(xué)的，爾后科學(xué)家的研究表明，紅外線這種電磁波在實(shí)際應(yīng)用中可劃分為以下三個(gè)波段:近紅外:波長(zhǎng)為0.77～3.0μm、中紅外:波長(zhǎng)為3.0～30μm、遠(yuǎn)紅外:波長(zhǎng)為30～1000μm。 通常情況下的紅外線攝影可以感應(yīng)的紅外線波長(zhǎng)范圍為770～1000nm。紅外線成像設(shè)備的特殊之處就是能探測(cè)這種物體表面所輻射的不為人眼所見(jiàn)的紅外線，它所反映的是物體表面的紅外輻射場(chǎng)，即溫度場(chǎng)，幫助我們看到肉眼觀察不到的事物，從另一種角度來(lái)觀察我們所熟悉的事物。 紅外線成像的原理和黑體的紅外輻射規(guī)律 所謂黑體，簡(jiǎn)易地講就是在任何情況下對(duì)一切波長(zhǎng)的入射輻射吸收率都等于1的物體，也就是說(shuō)完全吸收。作為自然界中實(shí)際存在的任何物體對(duì)不同波長(zhǎng)的入射輻射都有一定的反射吸收率不等于1，所以黑體只是人們抽象出來(lái)的一種理想化的物體模型。但黑體熱輻射的基本規(guī)律是紅外線研究及應(yīng)用的基礎(chǔ)，它揭示了黑體發(fā)射的紅外熱輻射隨溫度及波長(zhǎng)變化的定量關(guān)系，同樣，這也是我們研究紅外成像的基本出發(fā)點(diǎn)。 黑體定律分別由以下三個(gè)基本定律構(gòu)成：1輻射的光譜分布規(guī)律DD普朗克輻射定律；2輻射功率隨溫度的變化規(guī)律DD斯蒂芬-玻耳茲曼定律；3輻射的空間分布規(guī)律DD朗伯余弦定律。以上三個(gè)定律共同闡述了凡是溫度高于開(kāi)氏零度絕對(duì)零度的物體都會(huì)自發(fā)地向外發(fā)射紅外熱輻射，而且黑體單位表面積發(fā)射的總輻射功率與開(kāi)氏溫度的四次方成正比，溫度只要有較小的變化，就會(huì)引起物體的輻射功率發(fā)生較大變化。以上定律正是紅外線成像的原理基礎(chǔ)，即只要有溫度存在，就有紅外線攝影的可能。理論上，自然界中的一切物體，只要它的溫度高于絕對(duì)零度-273.15℃，就存在分子和原子無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，其表面就會(huì)不斷地輻射紅外線。任何存在有溫度的物體，除可以發(fā)出波長(zhǎng)在380～770nm的可見(jiàn)光外，還可以發(fā)射不為人眼所見(jiàn)的波長(zhǎng)為770～1350nm范圍的紅外線。因此，紅外線的最大特點(diǎn)就是普遍存在于自然界中，也就是說(shuō)，任何“熱”物體雖然不發(fā)光但都能輻射紅外線，因此紅外線又稱為熱輻射線，簡(jiǎn)稱為熱輻射。 紅外線攝影的特點(diǎn) 很多人對(duì)于紅外線攝影照片表現(xiàn)出來(lái)的色調(diào)和影像的質(zhì)感感到驚異，其實(shí)這并不奇怪，因?yàn)榧t外線與可見(jiàn)光相比的一個(gè)特點(diǎn)是色彩更加豐富多樣。由于可見(jiàn)光的最長(zhǎng)波長(zhǎng)是最短波長(zhǎng)的1倍380nm～770nm，所以也叫作一個(gè)倍頻程。而紅外線的最長(zhǎng)波長(zhǎng)則是最短波長(zhǎng)的10倍，即具有10個(gè)倍頻程。因此如果可見(jiàn)光能表現(xiàn)自然界中的7種顏色，則紅外線便能表現(xiàn)70種，因此具有極其豐富的色彩表現(xiàn)力。另外紅外線還具有良好的穿透性，如穿透煙霧、水氣等，因此在航空攝影、軍事攝影和其他題材攝影中有著不可替代的地位，例如航空攝影可以利用紅外線發(fā)現(xiàn)健康、不健康的樹(shù)木，森林，地脈甚至礦藏；醫(yī)學(xué)上可以用于人體組織的穿透；科學(xué) 研究及工程攝影可以用于鑒別印色，穿透織物；普通紅外線攝影可以利用發(fā)散性產(chǎn)生虛幻的圖畫(huà)效果等等。 滿足紅外線攝影需要的條件鏡頭和濾光鏡 紅外線攝影可以使用普通鏡頭，但是在使用紅外濾鏡配合普通鏡頭進(jìn)行紅外線攝影時(shí)，鏡頭通常不對(duì)紅外區(qū)進(jìn)行校正。尤其是在利用傳統(tǒng)的紅外乳劑膠卷進(jìn)行聚焦時(shí)，必須稍稍增大相機(jī)鏡頭的伸長(zhǎng)量。這是因?yàn)槠胀ㄧR頭設(shè)計(jì)的焦距是針對(duì)可見(jiàn)光的，因而在拍攝紅外線時(shí)相應(yīng)的焦距設(shè)定應(yīng)大于拍攝可見(jiàn)光時(shí)的焦距，即使是在使用單消色差或復(fù)消色差鏡頭的時(shí)候，這一點(diǎn)也適用。此外，由于紅外線波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)得多，其焦距不可能與可見(jiàn)光一致。因此需要專門(mén)對(duì)鏡頭進(jìn)行紅外區(qū)校正，一些傳統(tǒng)相機(jī)鏡頭為了達(dá)到對(duì)紅外光準(zhǔn)確對(duì)焦的目的，專門(mén)設(shè)計(jì)了一個(gè)紅外聚焦指數(shù)。而對(duì)于其他相機(jī)，必須通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)鏡頭所須增加的伸長(zhǎng)量，通常是以0.3～0.4%焦距的數(shù)量級(jí)進(jìn)行手工校正。 由于紅外線光譜感應(yīng)范圍較廣，因此無(wú)論是傳統(tǒng)紅外線攝影還是數(shù)碼紅外線攝影都需要一個(gè)阻擋可見(jiàn)光及紫外線輻射，同時(shí)又可以透過(guò)紅外線的特殊濾光鏡，即紅外線濾鏡Infrared Filter，并且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和感光材料的光敏范圍來(lái)確認(rèn)和選擇紅外線濾鏡的濾光系數(shù)。紅外線濾鏡在這個(gè)過(guò)程中起到的作用類似于帶通濾波器的作用，讓所需要波長(zhǎng)的紅外線通過(guò)，而將其他波長(zhǎng)的光線阻斷。 紅外線攝影的感光器件傳統(tǒng)膠卷和CCD/CMOS 在傳統(tǒng)攝影中，目前我們生產(chǎn)的黑白、彩色增感類材料可以滿足絕大多數(shù)普通攝影的要求，并且對(duì)于某些特殊的用途，比如紅外線攝影，則可以通過(guò)增加膠卷乳劑的波長(zhǎng)敏感度來(lái)增加它對(duì)于紅外線的感光度，滿足人們的需求。 紅外增感染料在20世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)，直到20世紀(jì)30年代才獲得廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在，紅外增感染料所能夠賦予的感光度已經(jīng)被提高到了1200nm的光譜區(qū)域。但是在波長(zhǎng)大約為1200nm時(shí)，雖然也可以實(shí)現(xiàn)材料增感，但是其輻射可以被水吸收，已經(jīng)失去了實(shí)際使用意義，這使得記錄波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光譜在傳統(tǒng)膠卷領(lǐng)域成為一件比較困難的事情，因此為數(shù)碼相機(jī)的感光器件CCD/CMOS在這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了機(jī)會(huì)。 使用數(shù)碼相機(jī)的CCD光電耦合器/CMOS作為感光元器件進(jìn)行紅外線攝影與傳統(tǒng)紅外線攝影最大不同的是，CCD/CMOS自身具備了400～1200nm的感光能力，涵蓋了紅外線的基本波長(zhǎng)光譜。只是在一般的狀況下由于可見(jiàn)光的光量遠(yuǎn)大于紅外光，因而使用數(shù)碼相機(jī)拍攝時(shí)并不能看出紅外線效應(yīng)，另一個(gè)原因則是許多數(shù)碼相機(jī)的鏡頭都裝有紅外線消除濾鏡IR cut filter，過(guò)濾了大部分紅外線。但是紅外線消除濾鏡的好壞和數(shù)碼相機(jī)所采用CCD/CMOS感光器件對(duì)紅外線的靈活程度才是決定數(shù)碼相機(jī)是否具備紅外線攝影能力的重要因素，為此我們可以使用一般家用電器的紅外線遙控器對(duì)著數(shù)碼相機(jī)鏡頭，并按下遙控器按鍵，同時(shí)從相機(jī)的LCD或EVF電子取景器中觀察是否能看到明亮光點(diǎn)的方法來(lái)判斷您的數(shù)碼相機(jī)是否具備紅外線攝影的能力。 影響紅外線攝影的潛在因素 紅外線攝影可能會(huì)受到很多外部條件制約和影響，其中最主要的包含： 1.拍攝題材的材料性質(zhì)的影響：不同性質(zhì)的材料因?qū)椛涞奈栈蚍瓷湫愿鳟?，因此它們的紅外線發(fā)射性能也不盡相同，對(duì)于紅外線的敏感程度也不同。 2.表面狀態(tài)的影響：任何實(shí)際物體表面都不是絕對(duì)光滑的，總會(huì)表現(xiàn)為不同的表面粗糙度。因此，這種不同的表面形態(tài)將對(duì)紅外線反射率造成影響，從而影響發(fā)射率的數(shù)值。這種影響的大小同時(shí)取決于材料的種類。 3.溫度影響：溫度對(duì)不同性質(zhì)物體的影響是不同的，很難做出定量的分析，只有在拍攝過(guò)程中積累經(jīng)驗(yàn)。 4.物體之間的輻射傳遞的影響：物體對(duì)于給定的入射輻射必然存在著吸收、反射，而當(dāng)達(dá)到熱平衡后，其吸收的輻射能必然轉(zhuǎn)化為向外發(fā)射的輻射能。因此，我們?cè)谂臄z時(shí)，要注意熱輻射源的方向和時(shí)間，使其他物體的影響降到最小。5.大氣衰減的影響：大氣對(duì)物體的輻射有吸收、散射、折射等物理過(guò)程，對(duì)物體的輻射強(qiáng)度會(huì)有衰減作用，我們稱之為消光，這個(gè)問(wèn)題在航空紅外線攝影的時(shí)候必須認(rèn)真考慮和對(duì)待。作者：陳皮，本文出自《新潮電子》2002年第4期，更多數(shù)碼文章請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)雜志